JPH0453186Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は円滑に始動できるようにしたブラシレ
スモータに関する。

〔従来の技術〕

モータの停止時において、ロータは、ステータ
との関係で磁気的に最も安定した関係位置に位置
されて停止するので、始動時において上記の磁気
的安定性が抵抗となつて、円滑に始動できない傾
向がある。

そこで、従来第７図に例示するような直流ブラ
シレスモータが知られている。図中１はステータ
コアで、これは４個の相極２とこれら相極２相互
間に位置する４個の補助突極３とを一体に有し、
各相極２には夫々相巻線４が巻付けられている。
また、５はロータで、その周部をなすロータマグ
ネツト６は交互にＮ極、Ｓ極に着磁されていると
ともに、無励磁極Ｏを有している。

このモータは、その停止時にロータマグネツト
６の例えばＮ極の中心線が相極２の中心線に対し
て位置ずれするようにして磁気的に安定させるこ
とができ、これにより始動性を改善できる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、このモータによれば、補助突極３は電
磁石とはなつていないので、相極２の励磁の際に
補助突極３を中心とする磁場がロータ５の回転を
妨げる働きをして、回転むらが発生し効率が悪く
なり易いという問題がある。これとともに、補助
突極３を設けた分だけスロツトエリアが減少し、
かつ、コイルスペース（従つて、回転トルクの大
きさを決める相巻線４の巻数）も減少するもので
あり、しかも補助突極３は相巻線４の巻線作業の
邪魔になるという問題もあつた。したがつて、こ
れらを改善できるようなスロツトエリアを確保す
るためにはステータコアを大きくしなければなら
なかつた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するとともに、誘起電圧に
含まれる高周波成分を除去できるようにするため
に、本考案のブラシレスモータは、ステータコア
の各相極を同時に励磁される複数の分割極により
夫々形成し、隣り合う分割極同志のうちロータの
回転方向側に位置される一方の分割極の先端部
を、上記ロータのロータマグネツトとの間にＤな
る間隔を設けて対向する端面および上記ロータマ
グネツトとの間にＣなる間隔を設けて対向する端
面とを連ねて段付き状に形成し、かつ、他方の分
割極の先端部を上記ロータマグネツトとの間にＣ
なる間隔を設けて対向する端面および上記ロータ
マグネツトとの間にＥなる間隔を設けて対向する
端面とを連ねて段付き状に形成するとともに、上
記各間隔Ｃ，Ｄ，ＥをＤ＜Ｃ＜Ｅの関係に定め
て、上記一方の分割極を上記他方の分割極よりも
上記ロータマグネツト方向に長く突出させて上記
ロータマグネツトとの間の間隔を、上記他方の分
割極と上記ロータマグネツト間の間隔よりも小さ
くし、モータ停止時に上記ロータマグネツトの各
極の中心線を、上記各相極の中心線に対して夫々
上記ロータの回転方向側に進ませたことを特徴と
する。

〔作用〕

このブラシレスモータによれば、その停止時
（無励磁時）にロータは、そのロータマグネツト
の各極の中心が、ステータコアの各相極における
分割極のうち回転方向側に位置されてロータマグ
ネツトにより近く、したがつて、磁束がより通り
易い方の分割極に夫々近ずけられて磁気的に安定
される。このため、ロータマグネツトの各極の中
心線はステータコアの各相極の中心線に対して、
回転方向側へ進んで位置される。つまり、このよ
うな位置ずれがもとずく自起動用デイテントの形
成によつて、従来のような補助突極を設けること
なく、したがつてスロツトエリアおよびコイルス
ペースの減少を防止して、モータの始動性を改善
できるとともに、効率も向上できるものである。
また、各分割極の先端部を夫々段付き状とし、こ
れらの端面とロータマグネツトとの間に設けられ
る間隙Ｃ〜Ｅの大きさを、Ｄ＜Ｃ＜Ｅとしたか
ら、各分割極はロータマグネツトと同じ間隔を隔
てて対向する部位を有する。それにより、ロータ
マグネツトと各分割極間を通る空隙磁束の極端な
変動（脈動）を緩和でき、したがつて、誘起電圧
に含まれる高周波成分を少なくできる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図から第６図を
参照して説明する。

第２図中１１は装着鍔１２を有した金属製のモ
ータ本体で、その中心部には出力軸１３が軸受１
４を介して回転自在に取付けられている。出力軸
１３はモータ本体１１を厚み方向に貫通して設け
られている。この出力軸１３には負荷接続部１５
が連結され、この接続部１５には磁気デイスク等
の負荷が装着されるようになつている。なお、第
２図中１６は負荷接続用のマグネツトである。

出力軸１３の負荷接続部１５を取付けた側と反
対の端部には連結部材１７が固定され、この部材
１７にはロータ１８がねじ１９で固定されてい
る。ロータ１８は本実施例がアウタ・ロータ形で
ある関係から円盤形状のロータヨーク２０の内周
縁に、フエライト磁石等からなるリング状のロー
タマグネツト２１を装着して形成されており、そ
のマグネツト２１は例えば４極に着磁されてい
る。なお、ロータマグネツト２１はその極毎に独
立した永久磁石片で形成してもよいとともに、そ
の極数を任意に定め得ることは勿論である。

上記モータ本体１１にはステータ２２が取付け
られている。ステータ２２は、ロータマグネツト
２１の内周面に対向され、かつ、ロータマグネツ
ト２１の極数と同じ数の相極２３を周囲に突設し
てなるステータコア２４と、各相極２３にバイフ
アイラ巻きした相巻線２５とで形成されている。

上記各相極２３は、相巻線２５により同時に励
磁される複数（なお、本実施例は２個の場合を示
す。）の分割極２６，２７により夫々形成されて
いる。これとともに、これら隣り合う分割極２
６，２７のうち回転方向側に位置される分割極２
６のロータマグネツト２１方向への突出長さＡ
は、他の分割極２７の突出長さＢよりも大きくし
てある。この突出長さＡ，Ｂの差により、これら
分割極２６，２７の先端面とロータマグネツト２
１の内周面との間の間隔は、分割極２６との間で
形成される間隔の方が小さくしてある。そして、
各分割極２６，２７の先端部は段付き状に形成し
てある。すなわち、第１図および第３図、第４図
に示すように、分割極２６においてはロータマグ
ネツト２１とＣなる間隔で対向する端面およびＤ
なる間隔で対向する端面を有し、かつ分割極２７
においてはロータマグネツト２１とＣなる間隔で
対向する端面およびＥなる間隔で対向する端面を
有している。そして、各間隔Ｃ，Ｄ，ＥはＤ＜Ｃ
＜Ｅの関係を満たして定められている。このよう
にして、各分割極２６，２７がロータマグネツト
２１と同じ間隔Ｃを隔てて対向する部位を有する
ことにより、ロータマグネツト２１と各分割極２
６，２７間を通る空隙磁束の極端な変動（脈動）
を緩和でき、したがつて誘起電圧に含まれる高周
波脈動成分の除去に役立つものである。さらに、
必ずしも必須の構成ではないが、本実施例では、
隣り合う分割極２６，２７のうち回転方向側に位
置される分割極２６の巻線部の厚みおよび幅は、
他の分割極２７の巻線部の厚みおよび幅よりも
夫々大きく形成してあつて、これにより分割極２
６は分割極２７よりも大きな断面を有している。
なお、第１図中矢印はロータ１８の回転方向を示
している。

そして、このような各分割極２６，２７を備え
るステータコア２４は、例えば第５図および第６
図に示すような数種類のコア板２８，２９を、
夫々少なくとも１枚以上積重ねて組合わせること
により設けることができる。つまり、図示の例で
は第５図に示したコア板２８を３枚、第６図に示
したコア板２９を３枚積重ねた場合である。コア
板２８は、各相極２３の一方の分割極２６を構成
するとともに上記間隔Ｄを形成する極構成部２６
ａ、および他方の分割極２７を構成するとともに
上記間隔Ｅを形成する極構成部２７ａを交互に有
して形成されている。また、コア板２８は、上記
一方の分割極２６を構成するとともに上記間隔Ｃ
を形成する極構成部２６ｂ、および他方の分割極
２７を構成するとともに上記間隔Ｃを形成する極
構成部２７ｂを交互に有して形成され、これらの
極構成部２６ｂ，２７ｂは第３図、第４図に示す
ように上記極構成部２６ａ，２７ａに各別に重ね
られている。これらコア板２８，２９はいずれも
けいそ鋼板製で、かつ、同じ板厚であるととも
に、各極構成部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ
はいずれも巻線部とその先端に一体に連ねた耳部
とから形成されて略Ｔ字形状をなしている。な
お、第５図および第６図中矢印はロータ１８の回
転方向を示している。

また、第２図中３０はコア板２８，２９の積層
状態を固定するための積層固定具例えばかしめピ
ンであつて、これらはPC板３１を支持している。
このPC板３１にはロータ１８の位置を判断し各
相極２３の励磁を制御するためのホール素子等の
センサ３２（第１図参照）および回路部品（図示
しない）が取付けられている。なお、第２図中３
３はPC板３１に一端を接続し、かつ、他端側を
モータ本体１１外に導出したリード線である。

上記構造のアウタ・ロータ形直流ブラシレスモ
ータによれば、その停止時（無励磁時）において
ロータ１８は、そのロータマグネツト２１の各極
の中心が、このロータマグネツト２１と最も小さ
い間隔Ｄを隔てて対向する端面を有した、したが
つて磁束を極めて通り易く、しかも、断面が大き
い分割極２６（したがつて、断面が小さい分割極
２７より多くの磁束が通る）に近ずけられるよう
に磁気的に引き寄せられて安定する。この状態は
第１図に示されている。このような磁気的に最も
安定したロータマグネツト２１とステータ２２と
の関係位置では、ロータマグネツト２１の各極は
その中心線Ｆがステータ２２の同時に励磁される
同一相の分割極２６，２７の中心線（つまり、相
極２３の中心線）Ｇに対してロータ１８の回転方
向側に進んで位置される。第１図中θはロータ１
８の進み角度を示している したがつて、このような位置ずれを形成する自
起動用デイテントによつて、モータの始動を行な
つた場合、ロータマグネツト２１の極と対向しか
つ同極に励磁される相極２３との磁気的反発、お
よびこの相極２３と隣接した他の相極２３の異極
の励磁による分割極２７との磁気的吸引により、
円滑に始動することができる。

そして、上記の自起動用デイテントを設けるに
当つてステータ２２の各相極２３を夫々複数の分
割極２６，２７で形成するとともに、これら分割
極２６，２７の先端面とロータマグネツト２１と
の間の間隔の大きさを夫々異ならせて実現し、加
えて本実施例では分割極２６，２７の断面の大き
さも異ならせて実現したから、従来のようにステ
ータ２２に補助突極を一体に形成する必要がな
い。したがつて、補助突極が原因となる回転むら
が無くなり、電流が減少され、その分モータの効
率を向上できる。

さらに、補助突極の省略によりステータ２２の
スロツトエリアおよびコイルスペースを従来より
大きく確保できる。よつて、巻線作業が容易化さ
れるとともに、より多くの相巻線２５を巻くこと
も必要により可能であり、また逆に従来と同じス
ロツトエリアとするならばステータ２２ひいては
モータを小形化できる。

また、本考案はステータの内側にロータが設け
られるタイプの直流ブラシレスモータにも実施で
きる。さらに、上記実施例ではステータコアを複
数種のコア板を積重ねて形成したが、金属粉末を
固めて形成してもよい。その他、本考案の実施に
当つては、考案の要旨に反しない限り、ステータ
コア、相極、分割極、ロータマグネツト等の具体
的な構造、形状、位置等は、上記実施例に制約さ
れることなく、種々の態様に構成して実施できる
ことは勿論である。

〔考案の効果〕

上記実用新案登録請求の範囲に記載の構成を要
旨とする本考案によれば、ステータコアに従来の
ように補助突極を一体に設けることなく自起動用
デイテントを形成して、モータを円滑に始動させ
ることができ、そして、補助突極の省略に伴い回
転むらを防止して効率を向上できるとともに、ス
テータのスロツトエリアおよびコイルスペースを
大きくでき、しかも、これによつて巻線作業も容
易化できる。また、各分割極の先端部を夫々段付
き状とし、これらの端面とロータマグネツトとの
間に設けられる間隙Ｃ〜Ｅの大きさを、Ｄ＜Ｃ＜
Ｅとしたから、ロータマグネツトと各分割極間を
通る空隙磁束の極端な変動（脈動）を緩和して、
誘起電圧に含まれる高周波成分を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本考案の一実施例を示し、
第１図は第２図中−線に沿う略断面図、第２
図は第１図中−Ｏ−線に沿う縦断側面図、第
３図は第１図中−線に沿う断面図、第４図は
第１図中−線に沿う断面図、第５図および第
６図は夫々異なるコア板の平面図である。第７図
は従来例を示す略断面図である。 ２１……ロータマグネツト、２２……ステー
タ、２３……相極、２４……ステータコア、２
６，２７……分割極、１８……ロータ、Ｃ，Ｄ，
Ｅ……間隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ステータコアの各相極を同時に励磁される複数
   の分割極により夫々形成し、隣り合う分割極同志
   のうちロータの回転方向側に位置される一方の分
   割極の先端部を、上記ロータのロータマグネツト
   との間にＤなる間隔を設けて対向する端面および
   上記ロータマグネツトとの間にＣなる間隔を設け
   て対向する端面とを連ねて段付き状に形成し、か
   つ、他方の分割極の先端部を、上記ロータマグネ
   ツトとの間にＣなる間隔を設けて対向する端面お
   よび上記ロータマグネツトとの間にＥなる間隔を
   設けて対向する端面とを連ねて段付き状に形成す
   るとともに、上記各間隔Ｃ，Ｄ，ＥをＤ＜Ｃ＜Ｅ
   の関係に定めて、上記一方の分割極を上記他方の
   分割極よりも上記ロータマグネツト方向に長く突
   出させて上記ロータマグネツトとの間の間隔を、
   上記他方の分割極と上記ロータマグネツト間の間
   隔よりも小さくし、モータ停止時に上記ロータマ
   グネツトの各極の中心線を、上記各相極の中心線
   に対して夫々上記ロータの回転方向側に進ませた
   ことを特徴とするブラシレスモータ。